Wraz z rozwojem technologii wytwarzania materiałów kompozytowych, pogłębiającą się wiedzą i zrozumieniem materiałów kompozytowych w branży transportu szynowego, a także postępem technologicznym w branży produkcji pojazdów szynowych, zakres zastosowań materiałów kompozytowych w pojazdach transportu szynowego stopniowo się rozszerzał. Rodzaje, gatunki i poziomy techniczne stosowanych materiałów kompozytowych również ulegają ciągłemu udoskonaleniu.
W pojazdach szynowych stosuje się następujące rodzaje materiałów kompozytowych:
(1) Sztywna i półsztywna nienasycona żywica poliestrowa FRP;
(2) Tworzywo sztuczne wzmocnione włóknem szklanym na bazie żywicy fenolowej;
(3) Reaktywna, trudnopalna, nienasycona żywica poliestrowa FRP o wysokiej wytrzymałości;
(4) Tworzywo sztuczne wzmocnione włóknem szklanym, wzmocnione żywicą poliestrową nienasyconą, o dodatkowej ognioodporności i nieco mniejszej wytrzymałości;
(5) Materiał z włókna węglowego.
Z punktów produktu są to:
(1) Części z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem szklanym (FRP) składane ręcznie;
(2) Części formowane z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem szklanym (FRP);
(3) Części FRP o strukturze warstwowej;
(4) Części z włókna węglowego.
Zastosowanie FRP w pojazdach szynowych
1. Wczesne zastosowanie FRP w pojazdach szynowych
Zastosowanie FRP w pojazdach komunikacji szynowej rozpoczęło się w latach 80. XX wieku, a po raz pierwszy zastosowano je w produkowanych w kraju pociągach elektrycznych o niskiej prędkości 140 km/h. Zakres zastosowania obejmuje głównie:
● wewnętrzny panel ścienny;
● wewnętrzna płyta górna;
● Toaleta wykonana z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem szklanym;
Głównym celem zastosowania w tamtym czasie był Katsukiyogi. Zastosowano tu nienasyconą żywicę poliestrową FRP.
2. Nakładanie porcji tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknem szklanym na pojazdy szynowe
Masowe zastosowanie FRP w pojazdach komunikacji szynowej i jego stopniowa dojrzałość nastąpiły w latach 90. XX wieku. Materiał ten jest wykorzystywany głównie do produkcji wagonów pasażerskich i pojazdów szynowych do transportu miejskiego:
Wewnętrzny panel ścienny pokoju gościnnego;
●Wewnętrzna płyta górna;
Toaleta wykonana z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem szklanym;
Łazienka z integralnym tworzywem sztucznym wzmocnionym włóknem szklanym;
Integralna toaleta z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem szklanym;
Kanał klimatyzacyjny FRP, kanał wylotowy spalin;
● Siedzisko lub rama siedziska.
Obecnie główny cel zastosowania przesunął się w kierunku poprawy jakości pojazdów, a nie zastępowania drewna; stosowane rodzaje FRP to nadal głównie nienasycona żywica poliestrowa FRP.
3. W ostatnich latach zastosowanie FRP w pojazdach szynowych
Od początku tego stulecia tworzywo FRP jest coraz szerzej stosowane w pojazdach szynowych. Oprócz wykorzystania w produkcji wyżej wymienionych produktów, jest również szeroko stosowane w produkcji:
●Osłona dachowa;
Nowy kanał wentylacyjny na dachu;
●Różne elementy o złożonych kształtach w samochodzie, w tym trójwymiarowe, zakrzywione panele ścian wewnętrznych i boczne panele dachu; panele pokryw o różnych specjalnych kształtach; panele ścienne o strukturze plastra miodu z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem szklanym; części dekoracyjne.
Głównym celem zastosowania FRP na tym etapie jest produkcja elementów o specjalnych wymaganiach funkcjonalnych lub skomplikowanych wymaganiach modelowych. Ponadto, zwiększono również ognioodporność FRP zastosowanego na tym etapie. Reaktywne i addytywne, nienasycone żywice poliestrowe FRP, uniepalniające, są szeroko stosowane, a zastosowanie żywic fenolowych FRP stopniowo maleje.
4. Zastosowanie FRP w szybkich zespołach elektrycznych
Zastosowanie FRP w szybkich zespołach trakcyjnych wkroczyło w fazę dojrzałą, ponieważ:
(1) FRP jest stosowany w produkcji części o specjalnych funkcjach, złożonych kształtach i strukturach oraz doskonałej ogólnej wydajności, które mogą wytrzymać duże obciążenia, takich jak integralne opływowe przednie części z FRP, moduły mechanizmów otwierania i zamykania przodu, aerodynamiczne osłony dachowe itp.
(2) Formowane tworzywo sztuczne wzmocnione włóknem szklanym (SMC) jest szeroko stosowane
Zastosowanie formowanego tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem szklanym do produkcji paneli ściennych do wnętrz pociągów EMU dużej prędkości w partiach ma następujące zalety:
Dokładność wymiarowa części jest wysoka;
●Jakość produkcji i klasa produktu,
●Osiągnięto lekkość;
●Nadaje się do masowej produkcji.
(3) Poprawić poziom FRP zastosowanego w innych częściach
●W razie potrzeby można go podzielić na części o różnych fakturach;
Jakość wyglądu jest lepsza, a dokładność kształtu i wymiarów części jest wyższa;
●Możliwość jednoczesnej regulacji koloru i wzoru powierzchni.
Obecnie zastosowania FRP obejmują realizację specjalnych funkcji i kształtów oraz cele wyższego rzędu, takie jak wytrzymywanie określonego obciążenia i uzyskanie lekkiego ciężaru.
Czas publikacji: 06-05-2022